Quien más, quien menos, nos pasamos el día pegados al teléfono móvil. Y esto conlleva depender de unas baterías que, en muchos casos, llegan a duras penas al final del día. Ahora imaginad que ese mismo móvil funciona sin cargarlo durante cinco días seguidos, o que un coche eléctrico puede recorrer más de mil kilómetros sin tener que recargar. Suena bien, y es lo que prometen las baterías de litio-azufre que han desarrollado en la Universidad de Monash (Australia), las más eficientes del mundo en su categoría.
Una batería de litio-azufre para el futuro... Inspirada en una idea de los años 70
Durante los últimos años, las baterías de litio-azufre han protagonizado copado noticias (en este mismo medio nos hemos hecho eco de ellas en más de una ocasión), ya que se muestran como potenciales candidatas para reemplazar a las baterías más populares de la actualidad, las de iones de litio. No obstante, en esta ocasión hay un parámetro diferencial y es que la Universidad de Monash ha demostrado tener un diseño en los cátodos de azufre que permite trabajar con cargas más altas sin que se vean afectadas la estabilidad, las prestaciones ni la capacidad total.
Utilizando los mismos materiales que en las baterías convencionales de iones de litio, los investigadores han reconfigurado el diseño de los cátodos de azufre para que puedan acumular cargas de mayor tensión sin una disminución en la capacidad o el rendimiento general (degradación, entrega de potencia, sobrecalentamiento, etc.). Este nueva estructura molecular está inspirada, curiosamente, en un diseño registrado por primera vez para el procesamiento de polvos de detergente en la década de 1970.
Según el profesor Matthew Hill: «este enfoque no solo favorece un alto rendimiento y una larga vida útil, sino que también es sencillo, tiene muy bajo coste de fabricación y utiliza procesos a base de agua que llevan a reducciones significativas en los desechos peligrosos para el medio ambiente». Estos factores, unido al abundante suministro de materias primas del país australiano, hacen que este nuevo diseño de batería tenga un atractivo especial para futuras aplicaciones en uso real.
Según los investigadores, una batería de tamaño similar a las empleadas actualmente pero con la tecnología litio-azufre (Li-S) puede almacenar energía suficiente para alimentar un teléfono móvil durante cinco días. Aplicado a coches eléctricos, sus cálculos estiman una autonomía de 621 millas, que significa 999,4 kilómetros sin necesidad de recargar. Los investigadores señalan también que estas baterías tienen un menor impacto ambiental que las de iones de litio y un proceso de fabricación de "coste extremadamente bajo".
Ya se han fabricado los primeros prototipos pre-producción y en breve comenzarán sus pruebas
El equipo liderado por el Dr. Mahdokht Shaibani pertenece al Departamento de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de la citada universidad, y cuentan ya con una patente aprobada para llevar estas baterías a producción. Las primeras celdas prototipo de litio-azufre han sido fabricadas en Alemania por el Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology, y a lo largo del primer trimestre de este año empezarán a testarlas en su versión de producción.
Según sus creadores, ha habido importantes fabricantes de baterías chinos y europeos que han mostrado interés por estas baterías, e instituciones públicas y privadas han aportado 2,5 millones de dólares para el proyecto. Es importante recordar que Australia tiene las mayores reservas de litio del mundo, lo que le situará en los próximos años como uno de los actores protagonistas de la industria de las baterías (y todo lo que ello conlleva). El estudio completo de la investigación se puede consultar de manera abierta en Science Advances.